Perbedaan utama antara NVMe dan SATA adalah kecepatan, kemampuan memproses perintah dalam satu antrian, dan kecanggihan yang ditawarkan. Driver komunikasi dan antarmuka antara NVMe dan SATA sangat berbeda. Hal ini karena SATA menggunakan driver AHCI yang didesain untuk hard disk drive (HDD) dengan teknologi berputar, sementara driver NVMe secara khusus didesain untuk SSD dengan teknologi flash. Di samping itu, NVMe mampu memanfaatkan soket PCIe guna mengomunikasikan antarmuka penyimpanan dan CPU sistem untuk keuntungan lebih.
Advance Host Controller Interface (AHCI) adalah mode komunikasi yang didesain untuk meningkatkan performa dan utilitas perangkat penyimpanan yang tersambung SATA. AHCI didesain untuk HDD dan memperkenalkan antrean permintaan penyimpanan tunggal dengan kedalaman hingga 32 perintah.
NVMe dirancang untuk SSD yang menggunakan teknologi penyimpanan flash. NVMe dapat memanfaatkan soket PCIe untuk mengomunikasikan antarmuka penyimpanan dan CPU sistem. NVMe dapat mentransfer 25x lebih banyak data dibandingkan yang setara SATA.
SATA menggunakan driver AHCI yang didesain untuk hard disk drive (HDD) dengan teknologi berputar. Kecepatan NVMe PCIe Gen 3.0 berkisar 2100mb/s dan NVMe PCIe Gen 4 berkisar 3500 MB/s. Sementara itu, sebagian besar SSD SATA memiliki kecepatan read/write berkisar di angka 500-550 MB/s.
NVMe lebih cepat 7x lipat daripada SSD SATA. NVMe tidak hanya lebih cepat dan lebih ringkas, tetapi juga meniadakan kebutuhan kabel daya dan data yang besar. Namun, kepadatan penyimpanannya yang sangat besar menyebabkan panas berlebih.
